超重力理論の統一的定式化から探る超弦理論現象論

从超引力理论的统一表述探索超弦理论现象学

• 批准号: 16J03226
• 负责人: 横倉 諒
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03226/
• 关键词: 超対称性理論; 低エネルギー有効理論; 高階微分相互作用; 超重力理論; 超弦理論; 超場形式; 超共形対称性; 反対称テンソルゲージ場

本年度は、4次元超対称性理論における高階微分相互作用の研究を行った。超弦理論の低エネルギー有効理論として4次元超重力理論を考える場合、理論にはくりこみ不可能な2階よりも高階の時空微分を含む相互作用が存在し得る。高階微分相互作用が理論に含まれる時、この相互作用によって不安定になる場合がある。幸いこのような不安定性が生じないための十分条件が知られている。理論の安定性は現実的な模型を構成するために重要であるため、本研究課題である超弦理論の有効理論としての超重力理論を議論する際にも、この条件を満たす理論を一般的に構成すること、そしてこの安定な高階微分相互作用を理論に取り込んだ時に、どのような物理的帰結が得られるかを解明することが望まれる。本年度は、超重力理論で議論する前段階として、より単純な重力を含まない超対称性理論の枠内で議論した。本研究ではまず、物質場の高階微分相互作用を含む超対称性理論で、超対称性を自発的に破る準安定な真空を構成した。ここでは、先行研究で知られていたスカラー場の高階微分相互作用の一般形から構成した模型を用いた。この模型において複素スカラー場の位相が空間的に振動する運動方程式の解を見出し、この解がエネルギーの極小値を与えることを示した。さらにこのエネルギーの極小点周りでのゆらぎや、超対称性の破れを議論した。次に、高階微分由来の不安定性が生じない超対称な電磁気学の高階微分を含む一般的な作用を導いた。理論にローレンツ対称性、U(1) ゲージ対称性、超対称性を課し、前述の高階微分由来の不安定性が生じないための十分条件を電磁場に要求することで、これらの対称性と安定性の十分条件を満たす作用の一般形を導いた。本研究により、超重力理論において電磁場を含む有効理論を構成することが可能になる。それにより、超弦理論の有効理論としての超重力理論の解明の進展が期待される。

今年，我们进行了四维超对称理论中高阶微分相互作用的研究。当将四维超引力理论视为弦理论的低能有效理论时，可能存在涉及高于二阶的时空微分的相互作用，而无法将其重整化为理论。当理论中包含高阶微分相互作用时，这些相互作用可能会导致不稳定。幸运的是，已知有足够的条件来防止这种不稳定。理论的稳定性对于构建现实模型很重要，因此当讨论超引力理论作为本研究主题的弦理论的有效理论时，我们通常会考虑构建满足该条件的理论。该系统如下，并阐明当这种稳定的高阶微分相互作用纳入理论时可以获得的物理结果。今年，作为讨论超引力理论的第一步，我们讨论了一种更简单的不包括引力的超对称理论。在这项研究中，我们首先使用包含物质场中高阶微分相互作用的超对称理论构建了一个自发打破超对称的亚稳态真空。在这里，我们使用了一个由先前研究中已知的标量场高阶微分相互作用的一般形式构建的模型。在这个模型中，我们找到了运动方程的解，其中复标量场的相位在空间上振荡，并表明该解给出了能量的最小值。此外，我们还讨论了该能量在极小点附近的涨落以及超对称性的破缺。接下来，我们推导了超对称电磁学中涉及高阶导数的一般作用，该作用不会因高阶导数而导致不稳定。通过在理论上强加洛伦兹对称性、U(1)规范对称性和超对称性，并要求电磁场有足够的条件来避免上述由于高阶导数引起的不稳定性，我们可以改进这些对称性和稳定性。满足性别充分条件的行动的一般形式。这项研究使得构建包含超重力理论中的电磁场的有效理论成为可能。预计这将在阐明超引力理论作为弦理论的有效理论方面取得进展。

项目成果

Superspace gauge fixing in Yang-Mills matter-coupled conformal supergravity

杨-米尔斯物质耦合共形超引力中的超空间规固定

• DOI: 10.1093/ptep/ptw119
• 发表时间: 2016
• 作者: T. Kugo; R. Yokokura;K. Yoshioka
• 通讯作者: K. Yoshioka

Abelian tensor hierarchy and Chern-Simons actions in 4D N=1 conformal supergravity

4D N=1 共形超引力中的阿贝尔张量层次和 Chern-Simons 作用

• 发表时间: 2017
• 作者: R. Yokokura

Abelian tensor hierarchy and Chern-Simons actions in 4D N=1 conformal supergravity

4D N=1 共形超引力中的阿贝尔张量层次和 Chern-Simons 作用

• 发表时间: 2016
• 作者: R. Yokokura

Component versus Superspace Approaches to D = 4, N = 1 Conformal Supergravity

D = 4、N = 1 共形超重力的分量与超空间方法

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Kugo; R. Yokokura;K. Yoshioka
• 通讯作者: K. Yoshioka

Ghost-free vector superfield actions in supersymmetric higher-derivative theories

超对称高导数理论中的无鬼矢量超场作用

• DOI: 10.1007/jhep09%282017%29143
• 发表时间: 2017
• 作者: Toshiaki Fujimori; Muneto Nitta; Keisuke Ohashi; Yusuke Yamada; Ryo Yokokura
• 通讯作者: Ryo Yokokura